美法加三位科學家獲得2018年諾貝爾物理學獎

10月2日17:50分許，2018年諾貝爾物理學獎揭曉。發明光學鑷子的美國物理學家阿瑟·阿什金（Arthur Ashkin），以及開創了啁啾脈衝放大技術的唐娜·斯特里克蘭（Donna Strickland）、熱拉爾·穆魯（Gérard Mourou）共同分享該獎項。值得一提的是，唐娜·斯特里克蘭是諾貝爾物理學獎歷史上第三位女性獲獎者。

阿瑟·阿什金（Arthur Ashkin），美國科學家，曾在貝爾實驗室和朗訊科技公司工作他在20世紀60年代後期開始了用激光操縱微粒的工作，這導致了1986年光學鑷子的發明。他還開創了光學俘獲過程，最終用於操縱原子，分子和生物細胞。

1970年，阿瑟·阿什金在貝爾實驗室首次報告了微米級粒子的光學散射。隨後，阿什金團隊開創了今天所稱的「光學鑷子」：他將單束激光引入高數值孔徑物鏡形成了三維光學勢阱,證明光學勢阱可以無損傷地操縱活體物質。目前所說的光鑷即是這樣一種三維全光學勢阱。

光學鑷子在多個領域具有重要用途。1997年，朱棣文正是因為使用這項技術俘獲原子而獲得諾貝爾物理學獎。80年代後期，阿什金首次將該技術應用於生物學，利用它捕獲單個煙草花葉病毒和大腸桿菌。

光學攝子被用於合成生物學，以構建人造細胞的組織樣網路，並將合成膜融合在一起以啟動生化反應。2003年，光學攝子技術應用於細胞分類領域，通過在樣品區域上創建大的光強度圖案，可以通過其固有的光學特性對細胞進行分類。光學攝子也被可以被用於探測細胞骨架，測量生物聚合物的粘彈性，並研究細胞運動性。2011年，提出了一種生物分子檢測方法，並在2013年進行了實驗證明。

唐娜·斯特里克蘭（Donna Strickland），加拿大滑鐵盧大學教授，啁啾脈衝放大技術（Chirped Pulse Amplification, 簡稱CPA技術）發明者之一、美國光學學會前主席。她曾獲得過隆研究學者獎、科特雷爾學者獎和總理傑出研究獎。

熱拉爾·穆魯（Gérard Mourou），法國ENSTA極端光研究所所長和巴黎綜合理工學院教授，作為國際激光研究與應用領域的頂尖學者，Gérard Mourou教授在超快激光、高速電子學及其應用等領域做出許多傑出貢獻。他與Donna Strickland一起，共同發明了一種稱為啁啾脈衝放大（CPA）技術。

唐娜·斯特里克蘭（Donna Strickland）發明了多頻拉曼產生超短脈衝（Ultrashort pulse generation through multi-frequency Raman generation）斯特里克蘭研究非線性光學技術的多頻拉曼生成（MRG）。在MRG中，用兩個具有與振動或轉動頻率相匹配的頻率間隔的強泵浦分子氣體，產生從紅外到紫外的大量拉曼級。其所在的滑鐵盧大學超快激光研究小組研製出一種高強度、雙色鈦寶石激光器，是研究MRG的理想光源。這種相干的非線性相互作用允許拉曼級被相控在一起以產生一系列非常短的脈衝，接近單個飛秒持續時間，這可以用來製作分子運動的「凍結框架」影像。

熱拉爾·穆魯與他的學生斯特里克蘭共同發明了啁啾脈衝放大技術（CPA）。這項技術使得短激光脈衝（10^-15秒）的擴大成為可能，使其達到極高的峰值功率，相當於太瓦（10^12瓦）。它使激光科學領域產生了空前的革新，該項技術發明可以應用在不同的分支，包括核物理與粒子物理學。其在相關的醫學領域的應用，已經促進了白內障和眼屈光手術的發展。

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